多尺度脑网络设计规则 | 周日直播·神经动力学读书会直播

导语

随着电生理学、网络建模、机器学习、统计物理、类脑计算等多种技术方法的发展，我们对大脑神经元相互作用机理与连接机制，对意识、语言、情绪、记忆、社交等功能的认识逐渐深入，大脑复杂系统的谜底正在被揭开。为了促进神经科学、系统科学、计算机科学等领域研究者的交流合作，我们发起了【神经动力学模型读书会】，本次分享属于【神经动力学模型读书会】第六期：多尺度脑网络设计规则。

【神经动力学模型读书会】第六期，我们邀请到陈育涵博士，分享主题：多尺度脑网络设计规则。本期读书会将于5月8日（本周日）下午14:00-16:00举办，直播报名入口见后文。

背景

大脑——一个高耗能，多功能的器官——是一个在长期进化过程中形成的多尺度复杂系统。为了应对复杂多变的进化压力，大脑的设计，如组织结构和信息传递的运行，需要在多个尺度同时满足多种需求，如能量限制，信息传递效率等等。大脑如何在不同尺度上来平衡相互矛盾的需求，探索其设计和运行背后的规则是脑领域重要问题。

简介

本次报告将首先回顾从宏观，介观到子脑区等不同尺度上，脑区连接设计机制，探索不同尺度上的平衡规则，以及不同尺度之间平衡规则的联系。然后进一步进入更微观的神经元层面，探索其信息流模式与不同功能之间关系。最后进入多尺度、跨物种大脑连接设计的scaling规则。

大纲

宏观层面：成本效率平衡
介观层面：整合分离平衡
子脑区连接：收益风险平衡
多尺度平衡规则-大脑连接构建
神经元信息流分析-多功能回路
跨物种标度特性

主讲人

陈育涵，北京师范大学系统科学学院助理研究员。香港浸会大学博士，博士后。本科毕业于中国科学技术大学理论物理专业。曾担任北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室助理研究员。共发表论文 7 篇，其中第一作者或通讯作者在PNAS, Cerebral Cortex, PLoS Computational Biology 和 Physical Review E 发表论文 5 篇。

研究方向：从复杂动力学系统视角来构建计算模型来研究灵长类大脑结构功能行为，及其能量代谢关系，进而探索灵长类大尺度大脑基本形成组织机制、儿童脑发育结构功能连接组发育机制。

参考文献

[1] Yuhan Chen, Qixiang Lin, Xuhong Liao, Changsong Zhou*, and Yong He*. (2021). Association of aerobic glycolysis with the structural connectome reveals a benefit-risk balancing mechanism in the human brain, Proceedings of the National Academy of Sciences, 118(1): e2013232118.

[2] Yuhan Chen*, Zi-Ke Zhang*, Yong He, and Changsong Zhou*. (2020). A Large-Scale High-Density Weighted Structural Connectome of the Macaque Brain Acquired by Predicting Missing Links. Cerebral Cortex. 30, 4771-4789.

[3] Yuhan Chen, Shengjun Wang, Claus C Hilgetag and Changsong Zhou*, (2017) Features of spatial and functional segregation and integration of the primate connectome revealed by trade-oﬀ between wiring cost and eﬃciency. PLoS Computational Neuroscience. 13(9):e1005776.

[4] Yuhan Chen, Shengjun Wang, Claus C. Hilgetag, Changsong Zhou*, (2013) Trade-off between multiple constraints enables simultaneous formation of modules and hubs in neural systems. PLoS Computational Neuroscience. 9(3): e1002937.

直播信息

时间：

2022年5月8日（本周日）下午14:00-16:00

参与方式：

1. 文末扫码参与神经动力学模型读书会，加入群聊，获取系列读书会回看权限，成为神经动力学社区的种子用户，与470余位神经动力学社区的一线科研工作者与企业实践者沟通交流，共同推动神经动力学的发展（扫描下方二维码报名本次读书会，扫描文末二维码报名整季读书会）。

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2. 视频号预约：

神经动力学模型读书会启动

本着促进神经科学、系统科学以及计算机科学等不同领域的学术工作者的交流与合作，激发有志于加入脑科学与类脑研究这一领域的同学们的研究兴趣，集智俱乐部和天桥脑科学研究院联合发起了神经动力学模型读书会。聚焦于神经科学中的动力学建模这一前沿课题，围绕神经网络多尺度建模及其在脑疾病、脑认知方面的应用进行研讨。读书会已于2022年3月19日开始，每周六下午14:00-16:00（或每周五晚上19:00-21:00，根据实际情况调整）进行，预计持续10-12周。

读书会大纲一览：